Estamos sentindo falta de coisas. Muito disso.
Os cosmólogos sabem disso há anos. A matemática diz que deveria haver mais matéria comum por aí. Do tipo que faz estrelas. Planetas. Você. Mas quando olhamos para as galáxias, os números não batem. Vemos apenas cerca de um décimo do que o modelo do Big Bang prevê.
Durante décadas, a suposição foi simples. O resto da questão? Está se escondendo. Provavelmente flutuando nos vazios entre as galáxias. Espalhe finamente. Invisível. Quase indetectável.
Até agora.
Um novo estudo inverte o roteiro sobre locais de matéria galáctica ausentes. Pesquisadores do MIT e da colaboração CHIME/FRB finalmente encontraram. E acontece que a viagem até lá foi violenta.
A rapidez com que as explosões de rádio mapeiam a matéria invisível
O truque não eram telescópios melhores. Foi melhor barulho.
A equipe usou Fast Radio Bursts (FRBs). Descoberto em 2007. São flashes de ondas de rádio em milissegundos. Incrivelmente brilhante. Eles vêm de bilhões de anos-luz de distância. À medida que viajam para a Terra, eles passam pelo gás intergaláctico. A matéria mancha o sinal. Estica no tempo.
Pense nisso como um raio X cósmico.
“Eles começam como um flash muito rápido”, explica Haochen Wang, pesquisador graduado do Instituto Kavli do MIT. “À medida que passam pela matéria, eles se espalham. Medimos essa mancha com precisão.”
A mancha é diretamente proporcional à quantidade de matéria no caminho. Mais manchas significam mais massa.
Para definir exatamente onde reside esse assunto, a equipe combinou dados de duas fontes enormes. O Experimento Canadense de Mapeamento de Intensidade de Hidrogênio. O instrumento espectroscópico de energia escura. Eles correlacionaram milhares de sinais FRB com milhões de posições de galáxias.
O sinal ficou manchado dentro de uma galáxia? Ou entre eles?
A resposta mudou tudo.
Por que os buracos negros são mais violentos do que pensávamos
A matéria que falta está de fato entre as galáxias. Mas não onde esperávamos.
Simulações previram que o gás ficaria relativamente próximo. Algumas centenas de milhares de anos-luz do centro de uma galáxia. Talvez até um milhão.
Os novos dados mostram nuvens que se estendem por 4 milhões de anos-luz.
Isso é longe. Muito longe.
Se você chutar uma bola suavemente, ela rola. Se você colocá-lo em órbita, precisará de muita força. Este assunto não foi apenas empurrado. Foi arremessado.
Kiyoshi Masui, professor de física do MIT, foi direto. A atividade estelar e os jatos dos buracos negros são “muito mais violentos do que o previsto”.
As implicações são nítidas.
- Os jatos do buraco negro perfuram com mais força.
- Explosões de supernovas lançam material mais longe.
- As galáxias liberam matéria no espaço a uma taxa que desafia as simulações atuais.
O universo é mais energético do que nossos modelos permitem.
Qual método finalmente resolve o mistério da matéria comum
Não se trata apenas de encontrar peças que faltam. É sobre o método.
Usar FRBs como sondas para matéria galáctica perdida é um avanço. Antes disso, o gás era muito fino para ser detectado. Agora, o efeito de mancha fornece uma métrica clara.
Os resultados, publicados na Physical Review Letters, confirmam duas coisas.
- A matéria comum existe. Não acabou. Está apenas deslocado.
- Os mecanismos que a deslocam são mais fortes do que a física atualmente considera.
Dezessete por cento do universo deveria ser matéria comum. Só contabilizamos uma fração disso dentro das fronteiras da galáxia. O resto está lá fora. Na escuridão profunda. Arrastados por forças que só agora começamos a medir.
O CHIME ainda está coletando dados. Mais FRBs estão sendo encontrados. O mapa está ficando mais claro.
Mas a questão permanece. Se as galáxias estão vazando tanta energia e matéria, o que isso causa na estrutura da teia cósmica?
Talvez precisemos reescrever as regras da evolução galáctica. De novo.
